专利名称：一种亚硒酸盐离子型化合物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及亚硒酸盐离子型化合物及其制备方法和应用。
背景技术：
锌是一种重要的人体必需的微量元素，广泛分布于人体的细胞和体液中，在人体 中的含量仅次于铁而排在第二位，参与很多生物学过程。例如DNA合成、基因表达、微管的 多聚化、基体免疫、酶催化等诸多方面，其重要性得到了广泛的认同。因此Zn2+的检测，尤其 是活体细胞和组织中锌的测定与荧光显微成像成为近年来生物化学家非常关注的领域。不 同于其它过渡金属离子(如Fe3+、Mn2+、Cu2+)，由于最外层电子分布为3cr4S°Zn2+不显现任何 波谱或磁信号。因此常用的紫外光谱、圆二色谱、核磁共振、电子顺磁共振和穆斯保尔光谱 仪等均不适用于Zn2+的测定。目前Zn检测方法主要为原子吸收光谱法、分光光度法、离子 色谱法等，其中精度最高的是原子吸收光谱法。但是，原子吸收光谱法成本太高，这也是人 体微量锌检测无法普及的重要原因之一。荧光技术由于具有仪器操作简单、灵敏度高等优 点，在分析化学和生物医学领域得到了广泛的应用。是目前公认的一种非常有前景的高效、 便捷的检测方法。光纤荧光传感技术是其中最有潜力的一种实用化技术。近几年来，人们开始关注设计合成对锌离子具有特异性响应的光化学传感器， 并合成了几类有机荧光探针，主要有基于染料类的荧光探针，具有代表性的有TSQ， ZinquinA, QQB, Danquin和TAEAIR-780等，这些探针都是用紫外光激发，紫外激发容易对生 命细胞产生伤害，也会产生Zn动力学活动的假象，这在一定程度上也限制了其在生物体Zn 检测上的应用；第二类是基于助染剂类荧光探针，助染剂类荧光探针以吡啶衍生物为主，比 如Zinpyr-l，ZnAF-I，ZnAF-2，Zinbo-5，[Co (bpy) 20DHIP]3+, DPA-Cy 等，这些探针的激发波 长虽然在可见或近红外区，可以避免激发光对细胞的伤害，但是水溶性很差，需用有机溶剂 溶解。因此开发出一种在可见区激发而且水溶性的锌离子荧光探针具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种亚硒酸盐离子型化合物及其制备方法，该化合物可用 于生物体内锌离子的检测，也可用于细胞内锌离子的荧光标记。本发明提供的一种亚硒酸盐离子型化合物，其结构式如下
HO^O- · 本发明化合物的制备方法，包括以下步骤
1)、将邻菲咯啉二酮、醋酸钠按照物质的量比1 15-30溶解于冰醋酸中，加热到 40-60°C时加入1-1. 5倍于邻菲咯啉二酮的对甲基苯甲醛，回流搅拌2-4小时，用2_4倍于 冰醋酸的水稀释，用浓氨水中和至中性，抽滤，真空干燥后得到黄色固体2-(4_甲苯基)咪 唑[4,5-f] [1,10]菲咯啉；2)、将1体积的溶有2-(4_甲苯基)咪唑[4，5_f][l，10]菲咯啉的二氧六环悬 浮液，在50-65°C缓慢加入到1/10-1体积的至少溶有0. ImM 二氧化硒的二氧六环溶液中， 2-(4_甲苯基)咪唑[4，5-f] [1，10]菲咯啉与二氧化硒的物质的量比为1 3 3.5，80°C 搅拌至少半小时，抽滤，真空干燥得到产品。本发明作为选择性检测生物体内锌离子的荧光探针有如下优点首先化合物是全 水溶性的，可以避免如DMS0、乙腈、甲醇等有机溶剂对细胞的损伤；第二，其本身在水溶液 中没有荧光，但是与锌离子作用后，发出很强的绿色荧光，生物体内其他金属离子、阴离子 以及氨基酸对锌离子检测均没有影响。因此本发明可以作为选择性检测生物体内锌离子的 荧光探针，也可用于荧光标记细胞内锌离子，为临床医学中相关疾病的诊断提供帮助。
图1本发明亚硒酸盐离子型化合物的晶体结构2本发明化合物对金属离子的选择性识别测试图3本发明化合物对氨基酸的选择性识别测试图4本发明化合物对阴离子的选择性识别测试图5锌离子对本发明化合物荧光滴定图6本发明化合物对细胞内锌离子的荧光成像(a)PBS缓冲液中细胞的自发荧光 成像；(b)与化合物Cl共孵育10分钟后细胞的荧光成像；(C)细胞的明场照片；(d)b图和 c图重叠的照片，可以找出细胞内锌离子的分布。
具体实施例方式实施例1亚硒酸盐离子型化合物的制备和表征步骤一称取邻菲咯啉二酮(0. 525g)、乙酸铵(3. 88g)溶于IOml冰醋酸中，加热 到50°C时加入0. 775g对甲基苯甲醛，130°C反应2小时。冷却后加入25ml水，用浓氨水中和 至中性，有大量黄色沉淀析出，抽滤，用冰水洗涤。所得沉淀在乙醇中重结晶，得到2-(4_甲 苯基)咪唑[4，5-f] [1，10]菲咯啉；步骤二 称取0.0928g 2-(4-甲苯基)咪唑[4，5_f] [1，10]菲咯啉溶于16ml 二氧 六环中，60°C下缓慢加入到4ml含有0. Ilg 二氧化硒的二氧六环溶液，80°C搅拌2小时，抽 滤得到目标化合物Cl。化合物Cl熔点251-254°C。化合物表征.1HNMR(300MHz, DMS0_d6)，δ (ppm) :2· 42 (s, 3H)，7. 36 (d, 2H, J = 8. 1Hz)，7. 78 (d, 2H, J = 4. 2Hz)，8. 12 (d, 2H, J = 8. 1Hz)，8. 86 (dd, 2H, J= 1. 8Hz，J = 8. 1Hz)，8. 97 (d, 2H, J = 4. 2Hz). ESI mass spectrometry :m/z :440. 08.X-衍射晶体结构数据C2tlH2tlN4O5Se, M = 47 5.36， a = 18.708(2) Α, δ = 14.3200(10) A, c = 7.349(3) Α, α = 90. 00 °，β = 92. 890(10)。，Y = 90.00° , V = 1966.3(8) A3, T = 298 (2) K, space group, Z = 4,10891 ref lectionsmeasured,3462ind印endent reflections (Rint = 0. 0460). The final R1 values were 0. 0489(1 > 2 σ (I)). The finalwR(F2)values were 0. 1100(1 > 2 σ (I). The final R1 values were 0. 0895 (all data) · The final wR(F2) values wereO. 1305 (all data) · X-衍射晶体结构图 见图1。实施例2本发明化合物对锌离子的检测一、溶液配制(1)化合物溶液的配制用三蒸水分别配制化合物Cl溶液2mM备用。(2)金属离子溶液配制
用三蒸水分别配制40mM的下列离子储备液NaCl, KCl, MgCl2 · 6H20, CaCl2, CrCl3 · 6H20, MnCl2 · 4H20, FeCl3 · 6H20, Co(NO3)2 · 6H20, NiCl2 · 6H20, CuCl2 · 2H20, ZnCl2, SnCl4 · 5H20, Al (NO3)2 · 9H20, BaCl2.(3)氨基酸溶液的配制用三蒸水分别配制2mM下列氨基酸储备液 甘氨酸(G)，丙氨酸㈧，精氨酸(R)，天冬酰胺(N)，天冬氨酸⑶，半胱氨酸(C)， 谷氨酰胺(Q)，谷氨酸(E)，组氨酸(H)，异亮氨酸(I)，赖氨酸(K)，蛋氨酸(M)，苯丙氨酸 (F)，脯氨酸⑵，丝氨酸⑶，苏氨酸⑴，色氨酸(W)，酪氨酸⑴，缬氨酸((V).(4)阴离子溶液的配制用三蒸水分别配制25mM下列阴离子储备液Na3P04，Na2CO3, NaOAC, KBr, K2C2O4 · H2O, Na2S, NaCl，NaF，KNO3, KSCN。二、化合物对生物体内可能存在的金属离子、氨基酸以及阴离子的选择性检测测 试荧光池中加入2ml Tris-HCl (pH = 5. 0)缓冲液，再向其中加入20ul Cl储备液， 以及40倍过量的金属离子或氨基酸或阴离子。摇勻静置5分钟后测试荧光光谱。激发波 长为295nm，收集400nm到570nm的荧光信号。测试结果见图2-5。实施例3、化合物用于荧光标记细胞内的锌离子将人类鼻咽表皮癌细胞株(KB细胞)在含有10%胎牛血清的RPMI1640培养基中 37°C培养24小时。应用Olympus FV1000激光共聚焦荧光成像系统，60x油浸物镜进行荧光成像。化 合物Cl与细胞共孵育10分钟后，用PBS缓冲液洗涤三次，在激光共聚焦荧光成像仪上用 405nm的激光激发，收集450 550nm的荧光信号。结果见图6。
权利要求
一种亚硒酸盐离子型化合物，其特征在于，分子式为C20H16N4O3Se，结构式如下FSA00000089806200011.tif
2.如权利要求1所述的亚硒酸盐离子型化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)、将邻菲咯啉二酮、醋酸钠按照物质的量比1 15-30溶解于冰醋酸中，加热到 40-60°C时加入1-1. 5倍于邻菲咯啉二酮的对甲基苯甲醛，回流搅拌2-4小时，用2-4倍于 冰醋酸的水稀释，用浓氨水中和至中性，抽滤，真空干燥后得到黄色固体2-(4_甲苯基)咪 唑[4,5-f] [1,10]菲咯啉；2)、将1体积的溶有2-(4_甲苯基)咪唑[4，5-f][l，10]菲咯啉的二氧六环悬浮液， 50-65°C缓慢加入到1/10-1体积的至少溶有0. ImM二氧化硒的二氧六环溶液中，2-(4-甲苯 基)咪唑[4，5-f] [1，10]菲咯啉与二氧化硒的物质的量比为1 3 3. 5，80°C搅拌至少半 小时，抽滤，真空干燥得到产品。
3.如权利要求1所述的的亚硒酸盐离子型化合物在生物体内锌离子检测中的应用。
4.如权利要求1所述的的亚硒酸盐离子型化合物在细胞内锌离子荧光标记中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种亚硒酸盐离子型化合物，其分子式为C20H16N4O3Se。其制备步骤包括用邻菲咯啉二酮和对甲基苯甲醛制备2-(4-甲苯基)咪唑[4，5-f][1，10]菲咯啉；将2-(4-甲苯基)咪唑[4，5-f][1，10]菲咯啉溶于二氧六环中，在50-65℃缓慢加入到溶有二氧化硒的二氧六环溶液，80℃搅拌至少半小时，冷却后过滤，真空干燥得到产品。本发明化合物能够特异性地识别锌离子，可以应用于生物体内锌离子的检测以及细胞中锌离子的荧光标记。
文档编号G01N21/64GK101830901SQ20101016356
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者陈绘丽, 高巍 申请人:山西大学